同步数字体系数据传输设备性能测试的应用和研究

禹 宁，屈蓓蓓

（国网山西省电力公司信息通信公司，山西 太原 030001）

同步数字体系数据传输设备性能测试的应用和研究

禹 宁，屈蓓蓓

（国网山西省电力公司信息通信公司，山西 太原 030001）

阐述了目前同步数字传输体系中光传输信号的基本指标及各项重要指标的性能测试方式，目的是为了在通信工程验收阶段有针对性地对所建设的光传输系统进行质量评测。

同步数字传输；光传输；信号；性能指标

0 引言

随着国家电网公司提出建设坚强智能电网的发展战略，目前电网构架已形成相当规模，对电网管理的自动化水平的要求不断提高，大量涉及电力生产、运行、管理的各种信息需要稳定、可靠、迅速地进行传输，这无疑对电力通信提出更高要求。

目前光纤通信以其传输频带宽、通信容量大、衰减小、抗电磁干扰和传输质量高的特点，在电力系统中有着广泛的应用。光纤网络应用最广的传输方式就是同步数字传输体系SDH（Synchronous Digital Hierarchy）[1]。可以说SDH光传输系统是目前电力通信网的主流体系，也是最重要的基础性网络，如何有效地利用SDH技术，对促进电力工业现代化的管理有着非常重要的意义。

1 主干SDH网络在电力通信中的运用

主干SDH网络主要承载山西主干数据通信网、省调调度数据网、国网及华北调度数据网、500 kV线路继电保护、调度电话、会议电视等重要业务，是省—市、500 kV及220 kV枢纽站点电网生产业务的主通道。覆盖全省各中心站、500 kV站及220 kV枢纽站。主干SDH网络核心结构由11个四纤复用段自愈环组成，具备抗单点故障、链路故障等自愈功能。

2002年开始建设的主干SDH/2.5G传输系统发展至今已经形成依托500 kV主干光纤网架，以全省11个四纤复用保护环为主体结构的网络架构，全面覆盖省内地市公司、500 kV变电站及部分枢纽220 kV变电站，主要满足国网山西省电力公司至各供电分公司、500 kV变电站间的各类业务传输的要求，为山西省综合数据网骨干链路、省调度数据网骨干链路、华北调度数据网山西境内骨干链路、500 kV线路继电保护等业务提供可靠的通信通道。

2 电力通信专网中的SDH组网技术

随着电力通信网络传输技术的不断发展，基于宽带数据网电力系统的应用也越来越广泛；电力通信网的组网通过配置适当的网元设备，通过选择相应的网络拓扑结构，组成可靠、高效的通信网络，从而实现电力系统中各种业务接入和管理。

3 电力系统通信专网的SDH网络拓扑和网络优势

随着经济的发展，电力系统中的容量急剧增加，为了确保电能的运输、生产、分配和消费在瞬间能同时完成，电力网发展对电力系统专用通信网提出了更高的要求。电网安全、经济地运行，需要配置调度、保护、远程控制等系统，因此这些系统中的所有信息传输都是由通信系统提供通道。如果电力系统因为通信不畅，不能及时调度指挥，就会造成大面积停电甚至系统瓦解，不仅国家经济损失十分惨重，而且会给社会造成严重的影响。由此可见，保障安全、实时、高效的通信在电力系统中的作用是非常关键的。

SDH技术具有特有的优势和特点，采用SDH技术组网尤其符合电力系统的需要。根据电力通信可靠性要求高的特点，主干网多采用光纤自愈环的网络拓扑结构，同时也可以采用双环相切和多环相切。由于SDH设备组网可以实现光纤环路自愈的功能，无需人为干预且恢复时间较短，在发生网络故障时能自动恢复通信，因此也符合电力系统通信要求。采用SDH技术组网对电力系统正常的运行提供了可靠的保障。

4 SDH光接口检查与测试

4.1 平均发送光功率测试

平均发送光功率是发送机耦合到光纤的伪随机数据序列的平均功率在S参考点上的测试值。

测试方法是将光功率计设置在被测光波长上，待输出功率稳定后，直接从光功率计上读出平均发送光功率，平均发送光功率测试框图如图1所示。

图1 平均发送光功率测试框图

4.2 收信灵敏度和过载光功率测试

接收机灵敏度是在光输入（R）参考点上，达到规定的比特差错率BER=1×10-10时所能接收到的最低平均光功率。接收机过载功率是在R参考点上，达到规定的比特差错率BER=1×10-10时所能接收到的最高平均光功率。

注意事项：对于较低比特率的通道建议使用外推法测试接收灵敏度，SDH光接口接收灵敏度及过载光功率测试方法如图2所示。

图2 接收灵敏度和过载光功率测试框图

其中，STM-64型号的U1-64.2型号光盘是和功放盘（BA2）配合使用的一种特定波长的光盘，工作波长为1 550.12 nm。

5 SDH系统性能测试以及功能检查

5.1 系统误码性能测试

SDH设备误码特性规定在正常（非最坏） 的工作条件下运行的设备应无误码。检测时间暂定为24 h。

测试方法是将设备工作正常的条件下，用SDH分析仪（误码检测） 进行长期观测，建议指标为24 h观测结果应无误码（即误码为0），系统误码性能测试方法如图3a、3b所示。

图3 系统误码性能测试接线图

5.2 系统抖动性能测试

5.2.1 光输出口输出抖动

数字段输出口的输出抖动是在数字段输入口接收的数字信号无抖动条件下，输出口输出数字信号的抖动。

测试方法是将SDH分析仪输出无抖动的STM-N信号，接收端设置适当的测量滤波器，连续进行60 s的测量，记录测到的最大抖动峰峰值，STM-N输出抖动测试方法如图4a、4b所示。

图4 STM-N输出抖动测试接线图

5.2.2 2M输出口输出抖动

网络输出口的输出抖动是SDH/PDH网络接口点的抖动。

测试方法是将SDH分析仪输出无抖动的STM-N信号，接收端设置适当的测量滤波器，连续进行60 s的测量，记录测到的最大抖动峰峰值，2 M输出抖动测试方法如图5a、5b所示。

图5 2M输出抖动测试接线图

5.2.3 光口输入抖动容限

SDH设备STM-N输入口的抖动容限规定为施加在输入STM-N信号上能使光设备产生1 dB光功率代价的正弦抖动峰峰值，STM-N接口输入抖动容限测试接线图如图6a、6b所示。

图6 STM-N接口输入抖动容限测试接线图

5.2.4 2M抖动容限

支路输入口的抖动容限规定SDH/PDH网络接口点，输入口要有承受规定强度抖动的能力，这种能力用正弦调制数字信号相位产生的抖动来检验，2M接口输入抖动测试接线图如图7所示。

图7 2M接口输入抖动测试接线图

6 时钟选择倒换功能检查

验证环路在主用时钟失效时，时钟源自动保护倒换性能。

时钟选择倒换功能检查建议指标为：环路主备用时钟保护倒换功能正常，网管系统能够同步地显示相关告警信息，能够观察到各设备的时钟跟踪状态。设备在外部时钟信号丢失或接收信号出现AIS后，应在10 s后启动倒换，倒换过程中系统不应出现误码，系统误码性能测试框如图8所示。

图8 系统误码性能测试框图

7 保护倒换功能检查

系统保护倒换功能检查包括：保护倒换准则检查和保护倒换时间测试。保护倒换准则检查是指当系统发生下列故障时系统应进行自动保护倒换，故障包括：信号丢失（LOS）、帧丢失（LOF）、告警指示信号（AIS）、误码超过门限指针丢失（LOP），保护倒换功能测试框如图9所示。

保护倒换时间规定：完成倒换时间≤50ms；恢复方式下的等待时间为5min～12min。

图9 保护倒换功能测试框图

8 总结

以上几项SDH设备性能的测试是在工程验收，日常运行维护中最常关注的性能指标，SDH设备的性能指标很多，需要不断地学习设备维护原理，通信专业知识，善于总结在日常工作中发现的问题，逐渐积累经验。

［1］ 肖萍萍，周芳.SDH原理与技术［M］.北京：北京邮电大学出版社，2002.

Study and Application of the Performance Test on SDH Data Transm ission Equipment

YU Ning，QU Beibei
（State Grid Information&Telecommunication Com pany of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

This paper mainly discusses the performance testmethods for basic and important indicators of the current optical transmission signal in the Synchronous Digital Hierarchy system.The purpose is to assess the quality of the optical transmission systems especially in the acceptance stageofcommunication project.

SDH（SynchronousDigitalHierarchy）；optical transmission；signal；performance indicator

U285.4+4

B

1671-0320（2015）01-0029-04

2014-12-10，

2015-01-05

禹 宁（1982），男，河南滑县人，2006年毕业于西安工业大学电子信息工程专业，助理工程师，从事电力通信生产运行工作;

屈蓓蓓（1987），女，山西长治人，2012年毕业于东南大学光学工程专业，研究生，助理工程师，从事电力通信运维工作。